Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Ртутные месторождения кварц-диккитового типа, геолого-промышленная модель, прогнозирование и оценка

ВАК РФ 04.00.11, Геология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождений, металлогения

Текст научной работыДиссертация по геологии, доктора геолого-минералогических наук, Багатаев, Рамазан Магомедович, Москва



Институт геологии Дагестанского НЦ РАН, Никитовский государственный ртутный комбинат Министерства промышленности Украины.

На правах рукописи

Багатаев Рамазан Магомедович

РТУТНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ КВАРЦ-ДИККИТОВОГО

ТИПА,

ГЕОЛОГО-ПРОМЫШЛЕННАЯ МОДЕЛЬ, ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И ОЦЕНКА (НА ПРИМЕРЕ ДОНБАССА И СЕВЕРНОГО КАВКАЗА)

Ф

Специальное'!

>СШ ^лт^Шя, пшЦ ^с^раз%дка рудных

мс

ч-гТО^

1

Диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

Москва -1998

Оглавление

стр.

Введение. Краткая характеристика диссертации......... 3

1. Общие черты ртутных месторождений кварц -

диккитового геолого - промышленного типа............... 14

1.1. Региональные закономерности размещения ртутных месторождений.............................................................. 14

1.2. Систематика ртутных месторождений......................... 16

1.3. Промышленная значимость ртутных месторождений кварц - диккитового типа ............................................

1.4. Геологическое строение и локализация оруденения ртутных месторождений кварц - диккитового типа.... 17

2 Ртутные месторождения Донбасса.............................. 19

2.1. Металлогеническая позиция ртутного оруденения .... 19

2.2. Ртутные месторождения Никитовского рудного поля в Донбассе - уникальный и эталонный объект кварц -

22

диккитового типа ......................................................... ^

2.3. Обзор изучения и освоения никитовских месторождений ............................................................ 23

2.4. История геолого - промышленной оценки и добычи руды .............................................................................. 32

2.5. Геолого - структурная позиция ртутного оруденения. 43

2.6. Особенности стратиграфии и литологии рудовмещающего разреза ........................................... 43

2.7. Основные структурные элементы рудного поля...... 45

2.8. Локализация ртутного оруденения на месторождениях рудного поля .................................... 54

3. Ртутные месторождения Дагестана ............................ 62

3.1. История изучения ртутного оруденения........... .......... 62

3.2. Геолого - структурная позиция ртутного оруденения 69

3.3. Особенности стратиграфии и литологии рудовмещающего разреза ............................................ 69

3.4. Локализация ртутного оруденения на дагестанских месторождениях............................................................ 72

4. Обзорная характеристика ртутных месторождений других регионов ......................................................................................................................76

4.1. Ртутные месторождения Кавказа ..................................................................76

4.2. Ртутные месторождения Северо - Востока России .... 84

4.3. Ртутные месторождения Якутии ..................................................................88

4.4. Ртутные месторождения Алтае - Саян ................................................88

4.4. Ртутные месторождения Монголии ........................................................89

4.5. Ртутные месторождения Пиренейского региона ................90

5. Обоснование эталонной модели геологического строения и локализации оруденения кварц -

91

диккитового типа ........................................................

5.1. Характеристика рудоносных зон ................................................................91

5.2. Характеристика рудных тел ................................................................................99

5.3. Вещественный состав и минералого - геохимические особенности руд ......................................................................................................................И4

5.4. Оценка комплексности руд ..................................................................................146

6. Методические особенности геологического обеспечения эксплуатации ртутных месторождений .. 164

6.1. История развития рудничной геологии ............................................164

6.2. Геологическое обеспечение эксплуатационных работ 170

6.3. Основная цель и направления деятельности геологической службы горнорудного предприятия ... 174

6.4. Расширение минерально - сырьевой базы и повышение полноты извлечения руды ..............................................189

7. Повторная разработка - резерв минерально -сырьевого обеспечения горнорудного предприятия ... 190

7.1. Особенности геологического обеспечения повторной разработки руд ..........................................................................................................................201

7.2. Повторная разработка - как повышение полноты извлечения руд ..........................................................................................................................207

7.3. Геологическое обеспечение перспективных горных работ ..........................................................................................................................................................224

7.4. Прогнозирование, выявление и оценка рудных тел в рудоносных зонах ................................................................................................................231

8. Вопросы экологической безопасности при работе с природными и техногенными источниками ртути .... 257

Заключение ....................................................................................................................................274

Литература ......................................................................................................................................278

Введение. Краткая характеристика диссертации

Актуальность темы. Во всём мире с начала 1980-х годов отмечается резкий спад добычи и производства ртути, связанный с проблемой загрязнения ею окружающей среды. Многие рудники ликвидированы, а более крупные из них - на месторождениях Альмаден (Испания), Монте - Амиата (Италия), Идрия (Югославия), Никитовка (Украина) и другие - ныне находятся в консервации. Этим обстоятельством объясняется отмечающееся в последние годы снижение интереса к ртутным месторождениям и практическое прекращение разведочных работ на ртуть. Тем не менее определенные отрасли промышленности не обходятся без использования ртути и ее соединений. Потребление ртути в последние 10-15 лет колеблется в пределах 6-4 тыс. т/год. Существуют прогнозы, показывающие ожидаемое увеличение использования ртути, связанное с более интенсивным ее применением прежде всего в производстве красителей, в специфических соединениях в электронных приборах двойного назначения; остаются постоянными потребности ртути в традиционных отраслях использования - в электротехнике, в медицине.

Но, в любом случае необходимо констатировать, что эксплуатация ртутных месторождений, поиски и промышленная оценка остаются одной из наиболее сложных геологических задач.

В этой связи представляет интерес большой исторический опыт разведки и эксплуатации различных ртутных месторождений мира, а также результаты их разносторонних исследований, требующие критического рассмотрения, широкого обсуждения и новых обобщений, в частности, с учетом требований охраны окружающей среды. Кроме того, тщательное изучение отдельных месторождений на основе анализа богатейшего фактического материала, накапливаемого в ходе их длительной эксплуатации, встречается редко.

В диссертации восполнен этот пробел на примере ртутных месторождений Донбасса (Украина), геологические исследования которых начались в 1879 году, а промышленная отработка - в 1885 году. За 100 лет эксплуатации на никитовских месторождениях было получено около 35 тыс. т. ртути. Собранные

диссертантом данные имеют важное значение при геолого - промышленном анализе ртутных месторождений - при разработке различных классификации, в понимании генетических процессов, в создании моделей рудных месторождений, при оценке

новых территорий, в частности, при оценке промышленной ртутоносности Дагестана, одного из старейших ртутных районов Северного Кавказа.

Промышленные месторождения ртути встречаются во всех генетических классах. При этом по запасам, количеству разрабатываемых объектов и доле участия в мировом производстве ртути ведущее место принадлежит телетермальному классу. В последнем наибольшие масштабы имеют месторождения кварц -диккитового геолого-промышленного типа, к которому относятся известные ртутные объекты Пиренеев (Испания), Донбасса (Украина), Северо - Западного Кавказа, северо-восточных районов Магаданской области и Чукотки, Южного Дагестана и других регионов Российской Федерации.

Таким образом, в мире наиболее важными и перспективными в промышленном отношении для возобновления в будущем добычи руд на действовавших рудниках или для ввода в эксплуатацию новых объектов являются ртутные месторождения кварц -диккитового типа. При этом, главным методом эффективного геологического обеспечения эксплуатационных и

геологоразведочных работ станет горнопромышленная оценка месторождений и сравнительный прогнозный анализ, методологию которого диссертант разрабатывал на Никитовском рудном поле в Донбассе.

Метод сравнительного прогнозного анализа заключается в использовании опыта практической работы по разведке и промышленному освоению месторождений, локализованных в терригенных и вулканогенно-терригенных породах алюмосиликатного состава. В процессе совершенствования метода определилась необходимость углубленного сравнительного прогнозного анализа региональных и локальных закономерностей размещения ртутного оруденения, условий локализации рудоносных зон и рудных тел, их минерального состава, минералого-геохимических особенностей, флюидного режима гидротермального минералообразования и т.д. В конечном варианте диссертантом была разработана эталонная модель телетермальных ртутных месторождений кварц - диккитового типа, которая позволила существенно усовершенствовать основы геологического

обеспечения эксплуатационных и геолого - разведочных работ на аналогичных объектах Дагестана. Этим вопросам и посвящена настоящая работа.

Цель работы. Разработка и обоснование эталонной модели геологического строения и локализации рудных тел ртутных

месторождений кварц - диккитового геолого-промышленного типа; совершенствование на её основе принципов и методов геологического обеспечения эксплуатационных и геолого -разведочных работ и производства горнопромышленной оценки на аналогичных значимых объектах и, в частности, использование характерных деталей разработанной эталонной модели для оценки ртутных месторождений Дагестана.

Основные задачи исследования. В соответствии с целью основными задачами исследования были:

1. Сравнительный прогнозный анализ основных черт геологического строения и геолого-структурных условий локализации рудных тел на ртутных месторождениях кварц -диккитового типа;

2. Выявление закономерностей пространственного размещения и условий локализации оруденения, уточнение минералого-геохимических особенностей, изучение типоморфных свойств минералов, а также минерального состава и структурно - текстурных характеристик рудных тел для разработки наиболее рациональных технологических процессов добычи и переработки мономинеральных ртутных и комплексных сурьмяно - ртутных руд месторождений кварц - диккитового типа;

3. Разработка и обоснование эталонной модели геологического строения и локализации рудных тел ртутных месторождений в терригенных породах алюмосиликатного состава, как основы геолого - промышленной оценки ртутных месторождений;

4. Повышение эффективности прогнозирования и выявления промышленных рудных тел в условиях действующего горно -рудного предприятия;

5. Совершенствование принципов и методов геологического обеспечения эксплуатационных и геолого - разведочных работ на ртутных месторождениях Дагестана в соответствии с необходимостью кардинального улучшения использования полезных ископаемых и ресурсов в условиях рыночной экономики;

Фактический материал. Основные фактические материалы диссертационной работы составили, прежде всего, личные наблюдения и данные, собранные автором в течение 1980-1995 г.г. в процессе геологического обеспечения горных работ Никитовского ртутного рудника, а также результаты тематических, доразведочных и эксплуатационных работ, выполнявшихся на Никитовском рудном поле при участии и под непосредственным руководством диссертанта. С целью сбора более объективного материала в период работы над диссертацией автор лично изучал данные

разведки и эксплуатации ртутных месторождений кварц -диккитового типа Северного Кавказа с посещением наиболее типичных объектов - Сахалинское, Дальнее, Белокаменное, Хпекское, Казардикамское, Гапцахское и др. Кроме того, в целях иллюстрации и проверки разработанных автором теоретических основ и методических положений горнопромышленной геологии ртутных месторождений исследуемого типа, в работе использован фактический материал по всем регионам с известными ртутными проявлениями кварц - диккитового типа, полученный многими другими геологами. С 1996 г. особое внимание диссертант уделяет ртутным месторождениям Дагестана.

Методика исследования. В работе использовались известные геолого-структурные методы исследований, широко проводилось структурное картирование разведочно-эксплуатационных горизонтов. Структурные исследования сопровождались

геологическим картированием рудных тел и рудовмещающих пород, вскрытых горными выработками и буровыми скважинами. Более тонкие детали внутреннего строения рудных тел -распределение минеральных ассоциаций, последовательность минералообразования, текстуры и структуры руд и другие черты выявлялись минералогическим картированием с использованием петрографического, минераграфического, химического,

рентгеновского, спектрального и других специальных методов изучения руд и пород - изучение включений в минералах методом гомогенезации, водных вытяжек, криометрии и масс спектрометрическим анализом.

Химические и спектральные анализы выполнены в лабораториях НРК (г. Горловка), ЦКТЭ (г. Киев), БГГЭ ИМГРЭ, ИВС и Гинцветмет (г. Москва). Другие аналитические материалы получены в ИМГРЭ (г. Москва) - минералого - геохимические анализы; в ИГГГИ (г. Львов) - физико-химические параметры минералообразования; в ИГиГ (г. Новосибирск) - минералогические и микрозондовые определения.

Для обоснования эталонной модели ртутных

месторождений кварц - диккитового типа проводился сравнительный прогнозный анализ особенностей геологического строения и локализации оруденения 38-ми наиболее изученных объектов бывшего СССР и мира.

При обработке историко-эксплуатационных данных применялись статистические методы исследований.

Научная новизна. 1. Проведен наиболее объемный сравнительно-прогнозный анализ геологического строения,

морфологических особенностей и закономерностей локализации рудных тел ртутных месторождений кварц - диккитового геолого-промышленного типа на материале ртутных провинций мира;

2. Обоснована более полная эталонная модель геологического строения и локализации рудных тел телетермальных ртутных месторождений на основе результатов детальных геологических исследований длительно эксплуатировавшихся объектов Никитовского рудного поля;

3. Впервые документально в подземных горных выработках зафиксированы и прослежены по простиранию и падению структуры рудоносных зон и рудных тел Никитовского рудного поля (Донбасс, Украина); доказана приоритетная роль жильных, «секущих» рудных тел, с которыми связаны основные запасы ртути, и которые были предметом эксплуатации Никитовского ртутного комбината последние 10 лет;

4. Впервые на Никитовском рудном поле выявлены и закарти-рованы антимонит - киноварные рудные тела, уточнены структурные условия их размещения, дана оценка их промышленной значимости;

5. Впервые выявлены и детально описаны инфлювиальные россыпи киновари - нового генетического типа руд ртутных месторождений кварц - диккитового типа;

6. Разработаны научные основы горнопромышленной геологии ртутных месторождений.

Основой диссертации является представление о том, что кварц- диккитовый тип ртутных месторождений по установленной и перспективной промышленной значимости занимает ведущее место среди других геолого-промышленных типов (джаспероидный, лиственитовый, кварц-карбонатный и др.) и является эталонным для эксплуатации и прогнозирования ртутных месторождений в широком диапазоне параметров по масштабу и качеству оруденения.

Отсюда основные защищаемые положения:

1. Характерные черты и особенности геологического строения и локализации ртутного оруденения в толщах алюмосиликатного состава различных регионов мира наиболее полно и многообразно представлены на Никитовском рудном поле в Донбассе, что позволяет рассматривать его как эталонный объект ртутных месторождений кварц - диккитового типа. В целом, это терригенные и вулканогенно - терригенные породы с мощными многоярусными горизонтами песчаников, смятые в антиклинальную складку, осложненную, особенно, в замковой части разрывными нарушениями, вдоль которых развиваются процессы диккитизация и аргиллизации пород и с которыми пространственно связано

промышленное ртутное и ртутно- сурьмяное оруденение. К этому типу месторождений относятся: самое крупное в России - Западно -Палянское (Чукотка), самое богатое - Звездочка (Якутия) и разнообразные мелкие трещинного типа объекты в других регионах;

2. На кварц - диккитовых ртутных месторождениях выделяются три структурных типа рудоносных зон: пластовые (пластообразные) -